Светлое будущее

Скоро Россия, как и многие другие страны, должна будет полностью отказаться от устаревших лам накаливания и перейти к использованию светодиодов. Это революционное решение для нашей страны, учитывая то, что население довольно безразлично относится к энергосбережению. Тем не менее перейти к новым источникам света все-таки придется.

Владимир Дзагуто

Когда в прошлом году в России был принят закон об энергосбережении и традиционное пожелание "экономьте электроэнергию" стало элементом государственной политики, первое, о чем стали говорить чиновники, СМИ и бизнесмены,— это освещение. Идея повсеместной замены традиционных лампочек на энергосберегающие была крайне проста, всем понятна, и воплощение ее в жизнь, казалось, не требовало заметных усилий: вывернул старую колбу и вкрутил новую — вот экономия и началась. Собственно, никакого особого российского пути здесь нет: когда чуть раньше об энергосбережении задумались в других странах — от США до Китая, мысль о замене освещения также пришла первой.

Конечно, энергосбережение заменой лампочек не ограничивается, да и доля электроэнергии, которую человечество тратит на освещение, не очень велика — примерно 19%, по оценке компании Philips. Можно, например, заменить на фабрике старые станки на новые, более экономичные или вложить миллиарды в разработку и создание "умных сетей" (smart grid), которые позволяют резко снизить потери при передаче электричества. Но это серьезные задачи, которые за год-два не решаются. Даже, например, для перестройки промышленности на выпуск бытовой электроники без "спящего режима" stand-by (эта идея была крайне популярна несколько лет назад среди политиков и общественных деятелей, эксплуатировавших экологическую тематику) нужно инвестировать немалые деньги в производство. А энергосберегающие (люминесцентные) лампочки на рынке уже присутствовали — оставалось лишь заняться пропагандой энергосбережения и ввести стимулирующие потребителей законы.

С законов все началось не только в России. И в Европе, и в США энергосбережение вводили, как картошку при Екатерине, строгими указами. В Калифорнии закон о постепенном запрете продажи ламп накаливания принимали еще в 2007 году, Евросоюз начал вводить аналогичный запрет с 2009 года. К 2013 году в объединенной Европе обычные лампочки должны полностью исчезнуть из магазинов. Российское законодательство тоже, видимо, двинется по стандартному пути — от запрета мощных ламп накаливания к постепенному выводу из продажи всех подобных устройств. Сейчас график, утвержденный правительством, предполагает прекращение использования ламп накаливания мощностью свыше 75 Вт с 2013 года. С 2014 года планировался полный запрет старых ламп и переход к энергосберегающим источникам света. А поскольку вольфрамовые нити перегорают быстро, то лет через десять в энергоэффективном мире "лампочки Ильича" должны остаться лишь в музеях.

Чем экономнее, тем дороже

Лампочка накаливания с вольфрамовой нитью существует уже более 100 лет. Технология производства этих ламп доведена до совершенства: они предельно просты по конструкции, удобны в использовании и крайне дешевы. Основные их недостатки — недолговечность (бытовые лампочки рассчитаны примерно на 1 тыс. часов, но часто перегорают быстрее) и крайняя неэффективность: КПД лампы накаливания не выше 5%. Дело в том, что вольфрамовая нить большую часть энергии излучает в инфракрасном диапазоне, то есть просто нагревает воздух вокруг себя. Чуть лучше ведут себя галогенные лампы — те же лампы накаливания, в колбу которых добавляют йод или бром, что позволяет раскалять нить до более высокой температуры и несколько повышать светоотдачу. Однако светильники для галогенных ламп нужно делать из негорючих материалов, да и стоят такие лампы дороже обычных.

Эффективность лампы обратно пропорциональна ее стоимости. Если лампы накаливания предельно дешевы, галогенные чуть дороже, то все, что обычно называется "энергосберегающими лампами", стоит на порядок дороже. В последние годы чаще всего говорят о двух типах таких светильников — компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) и лампах на основе светодиодов. Бывают и другие источники света, но область их применения значительно уже. Например, для освещения улиц часто применяют довольно экономные натриевые газоразрядные лампы, но они дают специфический, не очень приятный глазу желтый свет.

Стандартные энергосберегающие лампы — это КЛЛ, в колбе которых проходит электрический разряд, заставляющий светиться слой люминофорного покрытия. Светоотдача такой лампы значительно выше, чем лампы с вольфрамовой нитью: лампу накаливания можно без потери освещенности заменить на люминесцентную впятеро меньшей мощности. Работают люминесцентные лампы тоже гораздо дольше. Технология производства КЛЛ хорошо отработана, но снизить их стоимость до уровня стоимости ламп накаливания не удалось (и, видимо, уже не удастся). Однако КЛЛ все-таки можно считать доступными для среднего потребителя: цена обычной бытовой КЛЛ составляет сейчас порядка 100-150 руб.

Главный недостаток люминесцентных ламп — их потенциальная опасность для окружающей среды. Стеклянные трубки бытовых КЛЛ, дающих привычный человеческому глазу белый свет, заполняют парами ядовитой ртути. Пока лампочка не перегорела, это безопасно, но если ее разбить, содержимое трубки попадает в воздух. Распространение КЛЛ требует отдельной индустрии их утилизации. Получается парадокс: для того чтобы снизить энергопотребление, сжигать меньше ископаемого топлива, уменьшить нагрузку на экологию Земли, используются приборы с содержанием ядовитого тяжелого металла.

Светодиодные лампы (LED — light-emitting diode) значительно сложнее. Принцип их действия основан на том, что полупроводниковые элементы (светодиоды) при пропускании через них электрического тока излучают свет. Главное достоинство светодиодных ламп — чрезвычайно малое энергопотребление: мощность существующих бытовых светодиодных ламп всего несколько ватт. А служить они будут, по оценкам специалистов, 20-30 лет. "По оценкам" — в данном случае правильное выражение: современные светодиодные светильники — изобретение недавнее, история последних моделей насчитывает месяцы, в лучшем случае — годы, но не десятилетия. Главный недостаток светодиодных ламп — их дороговизна, бытовые LED-лампы стоят порядка 1 тыс. руб. Но экономия электроэнергии оказывается весьма существенной. Например, крупные производители (General Electric и Philips) оценивают экономию электричества, достигаемую с помощью своих светодиодных ламп, в 80-90%.

Впрочем, недостатков и недоработок у светодиодов хватает. Во-первых, спектр излучения. Светодиоды (как, кстати, и люминесцентные лампы), имеют более узкий диапазон излучения, чем традиционные лампы накаливания. Заставить LED-светильник давать правильный белый свет — крайне непростая инженерная задача. У люминесцентных ламп с белым светом проблем меньше. Инженеры научились заставлять их излучать как белый холодный, так и белый теплый свет, хотя потребителям пока более привычен спектр, излучаемый раскаленной вольфрамовой нитью.

Во-вторых, яркость бытовых светодиодных ламп пока значительно ограничена. Например, заменить стоваттную лампочку накаливания LED-лампой пока затруднительно. Кроме того, яркость светодиодов со временем падает. Даже у качественных ламп такого типа потеря светимости в течение расчетного срока использования может достигать 30%. Для наглядности представьте себе, что вы купили замену для 40-ваттной лампочки накаливания, которая почти вечная, но постепенно тускнеет и через несколько лет начинает светить лишь немногим ярче, чем старая 25-ваттная. Логично было бы ее опять заменить, не дожидаясь пока она окончательно испортится.

Зато ртуть для производства светодиодов не используется, а это значит, что необходимости утилизировать их в специальном режиме не возникнет.

Энергоэффективный "журавль" и традиционная "синица"

На первый взгляд переход к использованию ламп нового поколения безусловно выгоден для потребителя. Хотя, по оценкам Минэнерго, на освещение тратится лишь 5% потребляемой в быту энергии (бытовая техника, например, сжигает вдвое больше киловатт-часов, чем домашние световые приборы). "В общем энергобалансе жилых зданий,— говорит старший аналитик ИФК "Метрополь" Сергей Бейден,— около 60% приходится на отопление, еще примерно 25% — на горячее водоснабжение. Поэтому вряд ли стоит ожидать, что на освещении можно существенно снизить потребление". Суммарный эффект от замены ламп составит лишь 1,9% снижения общего энергопотребления, полагает он.

Но если считать лишь затраты на освещение, то получается, что даже галогенные светильники тратят на треть меньше, чем лампы накаливания, а люминесцентные лампы или светодиоды снижают расходы, по разным оценкам, на 70-80%. При этом менять энергоэффективные лампы приходится значительно реже, что тоже дает экономию. Однако даже массированная рекламная кампания производителей люминесцентных ламп, прошедшая в России некоторое время назад, не дала значительного эффекта — даже в Москве чаще используются старые лампы накаливания.

Видимо, потребителей продолжает отпугивать относительно высокая цена новых ламп. Старая поговорка про журавля в небе и синицу в руках действует. Если для освещения двухкомнатной квартиры требуется около десятка лампочек, то для полной их замены на люминесцентные придется единовременно изъять из семейного бюджета около 1,5 тыс. рублей. Этих денег даже в российской столице может хватить для оплаты электричества в течение трех-четырех месяцев. Используя терминологию бизнеса, можно говорить, что многие потребители предпочитают высокие оперативные расходы разовым капитальным вложениям.

Эксперт-аналитик департамента исследований ТЭКа Института проблем естественных монополий Александр Григорьев полагает, что "наиболее перспективной технологией в России является та же, что и в остальном мире,— светодиодная". При нынешних ценах на LED-лампы для среднестатистической российской семьи замена ламп накаливания на светодиодные окупится как минимум за пять-восемь лет. "Это, конечно, слишком длительный срок, и даже понимание того, что LED-лампы прослужат очень долго (50 тыс. часов — это почти шесть лет беспрерывного свечения), не сможет заставить бытовых потребителей заменить старые лампы на новые",— говорит господин Григорьев. Но эксперт отмечает, что при снижении цен хотя бы до 300 руб. за лампу, эквивалентную по освещению 100-ваттной обычной, срок окупаемости может сократиться до года.

Эксперты часто высказывают мнение, что отношение к энергосбережению в России должно измениться, если цены на электроэнергию приблизятся, например, к европейскому уровню (в Евросоюзе стоимость киловатт-часа для населения может достигать 25 евроцентов, то есть примерно 10 руб.). Однако и там при введении законов о постепенном запрете ламп накаливания значительная часть жителей отправилась в магазины делать запас лампочек на черный день. Надо думать, что и в России переломить настроения обычных потребителей, не очень желающих вкладываться в энергоэффективные приборы, будет непросто.

Но есть значительная часть потребителей, которые перейдут на новую технологию освещения вне зависимости от своих привычек или расчетов. Речь идет о государственных и муниципальных структурах: здесь замена ламп может произойти автоматически, если того требует закон. Необходимо лишь выделение бюджетного финансирования. "Наибольший эффект достигается там, где освещение используется в течение длительного времени, например в общественных учреждениях, офисах, для ночного уличного освещения и т. д.",— отмечает Александр Григорьев.

Но российская привычка не торопиться с исполнением законов и здесь дает о себе знать. Например, в мае глава Минэкономразвития Эльвира Набиуллина отмечала, что из 83 регионов страны полагающийся по закону об энергосбережении системный мониторинг ситуации с энергоэффективностью проводят только 12 субъектов федерации. Тем не менее, если, например, внедрение энергосберегающих ламп в проектах, связанных с выделением государственного финансирования, будет обязательным, это может значительно продвинуть рынок вперед.

Световая промышленная революция

Для индустрии политика внедрения энергоэффективных ламп — палка о двух концах. С одной стороны, перед промышленностью открывается гигантский рынок выпуска и продажи новой продукции. С другой стороны, неизбежно устареют мощности по производству традиционных ламп накаливания, для их сбыта в перспективе останутся только менее емкие рынки третьих стран, где правительства позже обеспокоятся энергосбережением (если эта проблема их в обозримом будущем вообще заинтересует).

Для светотехнической промышленности переход к энергосберегающим лампам оказался непростым. Например, американская General Electric в 2008 году остановила перспективные технологические разработки по улучшению ламп накаливания, сосредоточившись на других моделях. Йоост Леефланг, гендиректор Philips в России, Украине, Беларуси и Средней Азии, отмечал в беседе с корреспондентом BG, что "заводы компании были сосредоточены на производстве ламп накаливания, это были огромные инвестиции, ведь раньше каждую лампу нужно было заменять как минимум раз в год". По его словам, в компании шли споры по поводу развития: "Одни говорили, что надо оставаться на позициях использования традиционного освещения и производства традиционных источников света и спокойно зарабатывать свои деньги, другие считали, что следует инициировать и поддерживать процесс разработки энергосберегающих ламп".

Если технология производства люминесцентных ламп уже достаточно развита (ведущие производители предлагают полную линейку КЛЛ для замены существующих ламп накаливания), то светодиодные технологии продолжают разрабатываться. Мейджоры светотехнической индустрии работают в нескольких направлениях, в частности над получением белого "диодного" света. Такие лампы можно широко использовать для освещения помещений, где постоянно находятся люди. О своих достижениях в этой области крупнейшие компании — нидерландская Philips, американская General Electric и немецкая OSRAM (принадлежит Siemens) — отчитываются регулярно. Например, в апреле OSRAM объявила, что разработала модуль Light Engine тепло-белого света со светоотдачей 122 люмена на 1 Вт. Йоост Леефланг с гордостью рассказывает, что 60-ваттная светодиодная лампа с белым натуральным светом, сделанная Philips, была признана американским журналом Times одной из инноваций года.

Энергосберегающая осветительная продукция, представленная в России, произведена либо западными мейджорами (GE, Philips, OSRAM), либо новыми, менее крупными производителями в основном из КНР. Если производство ламп накаливания, созданное во времена СССР, частично удалось сохранить, то в области энергоэффективного освещения полностью царит импорт. Российское производство энергосберегающих ламп находится в зачаточном состоянии, под "русскими" марками продается в основном китайская продукция.

Позиция государства: между люминесценцией и светодиодами

Правительство, разумеется, не довольно тем, что программы энергосбережения поставлены в зависимость от импорта ламп. Но в мае Эльвира Набиуллина объяснила, почему не следует вводить запретительные пошлины на ввоз ламп: "Около половины ламп у нас импортного производства, если запретить, то может возникнуть дефицит". С другой стороны, качество ввозимых ламп вызывает нарекания. Глава комитета ТПП по инвестиционной политике, супервайзер проекта "Новый свет" Антон Данилов-Данильян тогда же отмечал, что на российском рынке доля контрафактных и низкокачественных ламп составляет порядка 60%. Речь шла в первую очередь о люминесцентных лампах с ртутью. По словам господина Данилова-Данильяна, в качественных лампах содержится до 5 мг ртути, в некачественных — до 50 мг. Однако он же уточнял, что стандарты энергосберегающих ламп только разрабатываются, эту работу планируется завершить к концу 2010 года. О необходимости выработки технических нормативов, "которые могли бы оградить потребителей от дешевых некачественных ламп", говорил и вице-президент и генменеджер Philips "Световые решения" в России, Беларуси, Украине, Турции, Закавказье и Центральной Азии Владимир Габриелян. Он отмечал, что "в России "культура света" только зарождается, потребители при выборе ламп в основном ориентируются на более низкую стоимость". Но, по его мнению, "качественные энергосберегающие лампы, как компактные люминесцентные, так и светодиодные, не могут быть дешевыми".

Эльвира Набиуллина уверена в том, что главное — это обеспечить производителей энергосберегающих ламп спросом. Компании нуждаются не в субсидиях от государства, а в долгосрочных кредитах, считает она. Philips готов развивать производство своих ламп в России, но компании необходимо, чтобы рынок вырос в пять-десять раз, отмечает Йоост Леефланг. По его оценкам, мировой рынок растет примерно на 20% в год. Приблизительно такие же цифры приводит госкорпорация "Роснано" — 23% в год с выходом на годовой объем в $12 млрд к 2012 году. В госкорпорации разработана "технологическая дорожная карта" под названием "Использование нанотехнологий в производстве светодиодов". Имеется в "Роснано" и свой проект по разработке энергосберегающих световых технологий: в 2009 году госкорпорация совместно с ОНЭКСИМом создала СП по производству светодиодов на основе нитрида галлия. Разработку технологий планируется вести в Петербурге, производственные мощности будут располагаться в Екатеринбурге на Уральском оптико-механическом заводе. В проект планировалось инвестировать 3,35 млрд руб., вклад госкорпорации составит 1,78 млрд руб. Глава "Роснано" Анатолий Чубайс сообщил журналистам, что первый промышленный выпуск светодиодных ламп в госкорпорации планируют осуществить в третьем квартале 2010 года.

Но пока остается не до конца ясным, на какие именно технологии сделает ставку Россия. Традиционно под энергосберегающими у нас понимались компактные люминесцентные лампы, продвигавшиеся на рынке и до принятия закона об энергоэффективности. Однако президент Дмитрий Медведев в марте предложил переходить сразу на светодиодные источники света, минуя стадию КЛЛ. Тогда отмечалось, что развитие люминесцентного света достигло "предела эффективности", к тому же такие лампы необходимо особым образом утилизировать. Но пока, как уже было сказано, своего производства светодиодов в России нет, существующие модели LED-ламп крайне дороги, а потребитель не привык вкладывать большие средства в модернизацию освещения. И хотя госпожа Набиуллина отмечала, что стоимость светодиодов при масштабном потреблении "за пять лет может снизиться как минимум в четыре раза", они все равно останутся более дорогими, чем компактные люминесцентные лампы. По мнению Йооста Леефланга, в перспективе можно довести стоимость LED-ламп до 300-350 руб. за штуку, то есть их цена будет примерно втрое выше цены КЛЛ. "Лучший способ стимулировать переход на энергоэффективное освещение — это дать потребителям возможность купить новые лампы дешево",— соглашается Александр Григорьев, но для этого необходимо развивать местное производство. "У государства в руках есть реальный рычаг для этого — организация закупок этих ламп для государственных нужд. Имея такого крупного потребителя, как государство, отечественные производители смогут приступить к расширению производства, а значит, и к снижению себестоимости конечной продукции",— полагает эксперт ИПЕМ.

Сопутствующие отрасли

Переход к производству и использованию новых ламп потребует развития смежных отраслей. Если будет проводиться массовый переход на энергосберегающие лампы на основе люминесцентных технологий, то потребуется развитая индустрия их утилизации. Некоторые возможности по сдаче старых КЛЛ (по крайней мере теоретически) имеются. Например, сообщалось, что в городах при ДЭЗах должны быть контейнеры для сбора таких ламп, но на практике вряд ли обычный потребитель знает, где находится такой контейнер. Более того, большинство жителей вряд ли знает о том, что выкидывать люминесцентные лампы вместе с обычным мусором запрещено. Сергей Бейден отмечает, что даже в Германии, где инфраструктура сбора люминесцентных ламп достаточно развита, утилизируется менее 50% старых КЛЛ. Отдельный вопрос — финансирование утилизации. Если люминесцентные лампы получат широкое распространение, государству придется каким-то образом регламентировать этот процесс.

Есть, впрочем, и положительная сторона развития "побочных отраслей" световой индустрии. Йоост Леефланг обращал внимание на то, что в Китае внедрение энергосберегающих ламп на светодиодах стимулирует не только производителей ламп, но и, например, сервисные компании, занимающиеся установкой новых источников света. Еще одно направление — это управление светом. Экономить на освещении можно не только за счет снижения мощности ламп, но и за счет рационального их использования. Простейшим примером является использование датчиков движения для включения освещения при приближении человека. Но и эта технология требует капитальных вложений — в те же самые датчики. Есть и более сложные интеллектуальные системы освещения, которые, к примеру, способны автоматически включать и выключать светильники или постепенно менять интенсивность освещения в зависимости от яркости солнечного света. Существуют и лампы направленного освещения. По оценке Минэнерго, автоматическое управление освещением с помощью датчиков экономит до 30-50% электроэнергии. Но здесь уже потребителю необходимо всерьез задумываться о современных технологиях энергосбережения, и без профессионального осветителя, видимо, не обойтись.

В России об энергосбережении пока в основном говорят, делается же очень мало. По оценкам Агентства по прогнозированию балансов в электроэнергетике, энергоемкость экономики России в два-три раза выше, чем в развитых странах мира. На каждую $1 тыс. ВВП в России затрачивается 0,49 тонны нефтяного эквивалента, тогда как в США этот показатель составляет 0,22, в Китае — 0,23, в Японии, Франции, Германии — 0,16. Однако в области освещения Россия движется в том же направлении, что и весь мир. Принципиальная государственная позиция — вывести из оборота лампы накаливания — уже сформировалась, сроки полного запрета неэффективного освещения названы (и этот график примерно совпадает с графиком Евросоюза), господдержка производства энергосберегающих источников света осуществляется. Более того, президент высказался в поддержку производства светодиодов. Иностранные производители ламп активно продвигают свою продукцию, западные мейджоры, как везде, ведут борьбу за рынок с китайскими производителями. Общество тоже ведет себя совершенно так же, как в развитых странах: население понимает, что энергосбережение — это идея правильная, но деньги в дорогие лампочки вкладывать не спешит. Единственное, чего не хватает, так это понимания экологической опасности отработавших люминесцентных ламп, но в России эта проблематика традиционно отходит на второй план. Замена ламп накаливания на энергосберегающие, несомненно, даст определенный эффект, но этих мер недостаточно для того, чтобы выполнить задачу снижения энергоемкости отечественной экономики на 40% к 2020 году. Поэтому государству придется не только контролировать внедрение КЛЛ и светодиодов, но и добиваться снижения энергозатрат в экономике в целом.